Rdzeń Ziemi mógł uwięzić szlachetne gazy z podmuchów starożytnego wiatru słonecznego

4,5 miliarda lat temu, kiedy Układ Słoneczny wciąż się formował, cząstki z naszych wiatrów słonecznych prawdopodobnie utknęły w jądrze Ziemi, gdy zbierały się z kosmicznych śmieci.

Do takiego wniosku doszli naukowcy po przeanalizowaniu żelaznego meteorytu i znalezieniu nadmiaru gazów szlachetnych o proporcjach izotopowych zgodnych z wiatrem słonecznym. Ponieważ uważa się, że meteoryty żelazne przypominają formowanie się rdzeni planetarnych, wskazuje to na podobną obfitość w jądrze Ziemi.

Nazwany meteorytem Hrabstwo Washington Miejsce, w którym został znaleziony w 1927 r., Jest miejscem rzadkim. Ze wszystkich skał kosmicznych, które spadają na Ziemię, tylko około 5 procent skał, które odzyskujemy, jest zrobionych z żelaza.

Opierając się na naszej wiedzy na temat formowania się planet, te żelazne meteoryty są interpretowane jako uszkodzone rdzenie planetarne.

Uważa się, że planety powstają, gdy ich gwiazdy są bardzo małe – być może nawet w tym samym czasie, gdy gwiazda wciąż się formuje – a wokół nich krąży gęsta chmura pyłu i gazu. Kurz i kamyki w tej chmurze zaczynają się zderzać i przyklejać do siebie: najpierw elektrostatycznie, potem grawitacyjnie, gdy obiekt rośnie i może przyciągać więcej materiałów. Te rzeczy są w zasadzie „nasionami” planety, lub Planety.

Gdy młode planety rosną, stają się gorące i lekko topią się, umożliwiając przemieszczanie się materiałów. Podstawowe zróżnicowanie to proces, w którym gęstszy materiał opada do wewnątrz w kierunku środka ciała, podczas gdy mniej gęsty materiał unosi się na zewnątrz.

Nie wszystko, co zaczyna się w planecie, tak naprawdę spełnia swoje zadanie. Uważa się, że asteroidy są pozostałością po małych planetach, które uległy zakłóceniu i fragmentacji, zanim osiągnęły pełny wzrost planety; Uważa się, że meteoryty żelazne to fragmenty odmiennych rdzeni planetarnych.

Z tego powodu planetolodzy badają meteoryty żelazne, aby lepiej zrozumieć powstawanie naszej planety, która ma gęsty żelazny rdzeń. A żelazny meteoryt w hrabstwie Washington jest znany od jakiegoś czasu.

Naukowcy odkryli po raz pierwszy, że zawiera on niezwykłe izotopy szlachetnych gazów, helu i neonu W latach sześćdziesiątychOd tego czasu wzbudza zainteresowanie badaczy.

Początkowo sądzono, że gazy mają pochodzenie kosmiczne – to znaczy powstały w wyniku interakcji z galaktycznymi promieniami kosmicznymi, na które żelazny meteoryt był wystawiony przez miliardy lat w kosmosie.

Następnie, W latach osiemdziesiątych, Astronomowie odkryli, że stosunki te są bardziej zgodne ze stosunkami izotopów wiatru słonecznego. Teraz zostało to potwierdzone przez zespół kierowany przez kosmicznego chemika Manfreda Vogta z Uniwersytetu w Heidelbergu w Niemczech.

Korzystając ze spektrometru masowego gazu szlachetnego, pozytywnie ustalili, że niektóre stosunki izotopowe neonu i helu znalezione w meteorytie Washington County są bardziej zgodne z wiatrem słonecznym niż pochodzeniem Wszechświata.

„Pomiary muszą być niezwykle precyzyjne i dokładne, aby odróżnić sygnatury słoneczne gazów szlachetnych generujących dominujący wszechświat od zanieczyszczenia powietrza”, Vogt wyjaśnił.

Ekstrapolując meteoryt na jądra planetarne, zespół doszedł do wniosku, że podobne cząstki wiatru słonecznego mogły zostać przechwycone przez składowe jądro Ziemi i rozpuszczone w ciekłym metalu. Co ciekawe, dowody obserwacyjne potwierdzają ten wniosek.

Słoneczne izotopy helu i neonu można również znaleźć w skałach magmowych wysp oceanicznych. Przynajmniej niektóre z tych oceanicznych bazaltów uzyskuje się z pióropuszy głębokiego płaszcza, które, jak się uważa, rozciągają się Jeśli chodzi o miazgę – płaszcz, Na około 2900 kilometrów (1800 mil).

Naukowcy stwierdzili, że skoro w skałach magmowych uzyskanych z płytkich materiałów nie ma izotopów słonecznych, oznacza to, że izotopy pozyskiwane są z głębi Ziemi.

„Zawsze zastanawialiśmy się, dlaczego w płaszczu konwekcyjnym są tak różne sygnatury gazu, powoli acz uporczywie”. Kosmiczny chemik Mario Triloff wyjaśnił Z Uniwersytetu w Heidelbergu.

Zgodnie z obliczeniami zespołu, obserwowana obfitość słonecznych izotopów neonu i helu nie wymagałaby ogromnych ilości materiału podobnego do meteorytu Washington County. Gdyby tylko 1 do 2 procent miazgi miało podobny skład, mogłoby to wyjaśniać to, co zaobserwowali Triloff i jego zespół.

Biorąc pod uwagę, jak burzliwe mogły być warunki podczas formowania się Układu Słonecznego i jak brutalne było Słońce, być może nie jest zaskakujące, że cząsteczki słoneczne mieszają się ze wszystkim.

Ale fakt, że te cząstki mogą wyciekać z rdzenia do płaszcza on jest Naukowcy stwierdzili, że jest to zaskakujące i sugeruje, że w przyszłych badaniach i modelowaniu możemy potrzebować wycieku czynnika jądra.

„Dla naszej planety może to stanowić nowe rozwiązanie problemów związanych z utrzymywaniem różnych systemów płaszczowych z różnymi sygnałami gazu szlachetnego, poprzez wypływanie poszczególnych zbiorników z jądra rdzenia”, Pisali w swoim artykule.

„Jednocześnie może to oznaczać ważną rolę – wcześniej zaniedbywaną – w rdzeniu Ziemi w geochemii płaszcza i zmiennej geodynamice, którą należy uwzględnić w przyszłych badaniach”.

Badania zostały opublikowane w Komunikacja Ziemia i Środowisko.